تحلیل نرم‌افزاری ژن‌ها و مسیرهای دخیل در تحمل به خشکی گیاه لوبیا (.Phaseolus vulgaris L)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 استادیار، مرکز تحقیقات آسیب‌های شیمیایی، انستیتو سیستم بیولوژی و مسمومیت ها، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله، تهران، ایران

3 استادیار، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مراغه، ایران

4 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

5 استادیار، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مراغه، ایران

doi
10.22084/ab.2021.21013.1429
چکیده

تنش‌های غیرزیستی ازجمله خشکی، رشد و توسعه گیاهان مانند لوبیا را تحت تأثیر قرارداده و واکنش‌های گیاه در برابر آن‌ها با تغییرات زیادی در شبکه‌های پیچیده ژنی همراه است. در پژوهش حاضر تغییرات در الگوی بیان ژن‌ها در شرایط تنش خشکی و نرمال گیاه لوبیا از طریق تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی اطلاعات EST اخذ شده از بانک اطلاعاتی NCBI موردبررسی قرار گرفت. پس از پیرایش اولیه، توالی‌های EST دسته‌بندی و یکپارچه‌سازی شدند که منجر به ایجاد 8983 ژن واحد در شرایط نرمال و 6665 ژن واحد در شرایط تنش خشکی گردید. گروه‌بندی و آنالیز غنی‌سازی ژنی، توالی‌های EST کتابخانه تحت تنش خشکی لوبیا را براساس فرآیندهای بیولوژیکی، عملکرد مولکولی و محتوای سلولی به‌ترتیب در 23، 16 و 20 گروه کارکردی مختلف در سطح آماری یک درصد قرار دادند. شبکه برهم‌کنش پروتئین- پروتئین نشان داد که ژن‌های رمزکننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (CAT1، APX1، APX3، APX1B، GSTU25)، پروتئین‌های غنی از پرولین (P5CS1، P5CS2)، پروتئین‌های شوک حرارتی (ATHSP70، HSP70b، ATHSP90.1، ATHSP90.5) و پروتئین‌های خانواده یوبی‌کوئیتین (UBQ3، UBQ11) سهم زیادی از شبکه تنظیمی را در شرایط کمبود آب به‌خود اختصاص داده‌اند. علاوه‌بر این، دریافتیم که بیان ژن‌های فتوسنتز کاهش نشان می‌دهد. در این مطالعه، تهیه لیستی از عوامل رونویسی (ازجمله RAP2.10، DEAR2، NF-YC9، WRKY40، ARF1، CDF2، ATCTH، ERF-1) به‌عنوان یکی از نقاط شاخص است که تاکنون با این میزان جزئیات در گیاه لوبیا گزارش نشده است و می‌تواند بسیار مهم و کاربردی باشد. ژن‌های شناسایی شده در این مطالعه می‌توانند نامزدهای مناسبی برای دست‌ورزی مقاومت به خشکی و اصلاح به‌کمک نشانگر در گیاه لوبیا باشند.